DE1954576B2

DE1954576B2 - Bohrmeissel

Info

Publication number: DE1954576B2
Application number: DE19691954576
Authority: DE
Inventors: Abel C Neuilly-sur Seine Cortes (Frankreich)
Original assignee: Compagnie Francaise des Petroles SA
Current assignee: Total Compagnie Francaise des Petroles SA
Priority date: 1969-03-19
Filing date: 1969-10-30
Publication date: 1973-04-12
Also published as: DE1954576A1; NL152053B; GB1310883A; DE1954576C3; PL74590B1; SU547179A3; BE740959A; US3696875A; BR7017010D0; CH528008A; ES375650A1; CS193458B2; YU3470A; NL6919217A; RO58895A; FR2029963A5; YU33125B

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrmeißel, bestehend aus einem Werkzeugkörper mit einer ringwallförmigen aktiven Oberfläche und mit die Oberfläche gliedernden

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höhenmäßig abgestuften konzentrischen Arbeitsberei- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die chen, die durch zentral im We'kzeugkörper aus- aktive Oberfläche eines Bohrmeißels der eingangs begehende bis zu dessen Umfang verlaufende Spülrinnen zeichneten Bauart so zu gliedern, daß bei hoher Standjeweils zu mit Diamanten u.dgl. versehenen Teil- festigkeit sowohl harte Gesteinsschichten als auch flächen unterbrochen sind. 5 lehmiges Erdreich mit hoher Vortriebsgeschwindigkeit

Bei einem aus der französischen Patentschrift durchbohrt werden können und gleichzeitig eine wirk-1 528 041 bekannten Bohrmeißel dieser Art bestehen same Bohrgutzerkleinerung stattfindet, so daß ein die höhftnmäßig abgestuften Arbeitsbereiche aus kon- unbehindertes Abfließen des Bohrgutes radial nach zentrischen Ringen, die auf Grund von in den Werk- außen zum Umfang des Bohrmeißels ohne Verstopzeugkörper eingedrehten Ringnuten als Ringvor- io fungsgefahr gewährleistet ist.

sprünge bestehenbleiben. Die Oberflächen dieser Vor- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, sprünge sind mit Diamanten besetzt. Von der Werk- daß die konzentrischen Arbeitsbereiche radial direkt zeugmittt ausgehende radial verlaufende Spülrinnen aneinander anschließen und daß die Teilflächen als unterteilen die Gesamtanordnung der konzentrischen Freiflächen auf unter metallischer Bindung im Werk-Arbeitsbereiche in sektorförmige Arbeitsflächen. Im 15 zeugkörper eingebetteten und aus diesem als VorEinsatz des bekannten Werkzeuges entstehen in dem sprünge herausragenden Schneideinsätzen vorgesehen zu durchbohrenden Gestein in komplementärer An- sind, die eine Schneidkante sowie mindestens eine Ordnung zur aktiven Oberfläche des Bohrmeißels ring- zusätzliche Angriffsfläche am Umfang aufweisen und förmige Vertiefungen und Vorsprünge. Dies ist jedoch teilweise von vertieften Bereichen im Werkzeugkörper für eine hohe Vortricbslcistung abträglich, da die mit 20 umgeben sind, wobei die vertieften Bereiche um be-Diamanten besetzten Arbeitsflächen schneller in das nachbarte Schneideinsätze aneinander anschließender Gestein eindringen als der ebenfalls mit Diamanten konzentrischer Arbeitsbereiche ι ntereinander verbesetzte Ringnutengrund die im Gestein stehen- bunden sind.

bleibenden Erhöhungen abtragen kann. Das Gewicht Rei diesem Vorschlag entsteht die beabsichtigte des Bohrmeißels und des Bohrgestänges lastet somit 25 Gliederung der aktiven Oberfläche des Werkzeughauptsächlich auf dem Grund der Ringnuten, so daß körpers aus einer Vielzahl verteilt und höhenmäßig die dort angesetzten Diamanten sich schneller ab- gestaffelt angeordneter metallurgisch eingebetteter nutzen und ausbrechen als an den vorspringenden Schneidelemente, die jeweils einzelne Vorsprünge Arbeitsflächen. Dies ist auch darauf zurückzuführen, bilden. Dies ermöglicht eine getrennte unabhängige daß das im Bereich der relativ tiefen Ringnuten 30 Fertigung bzw. Sinterung der die wertvollen Diamanstehenbleibende Gestein eine wirksame Kühlung mit ten enthaltenden Schneideinsätze aus Hartmetall, die Spülflüssigkeit verhindert und somit auf Grund des erst dann in den Werkzeugkörper eingebettet werden. Reibeingriffes eine starke Erhitzung und einen er- Auf Grund der Vielzahl der Schneideinsätze in den höhten Verschleiß des Bohrmeißels verursacht. konzentrischen und radial direkt aneinander anschlie-

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 122 021 ist ein 35 ßenden Arbeitsbereichen steht im Betrieb des Bohr-Bohrmeißel mit an der Bohrfläche in Axialrichtung meißeis zu jedem Zeitpunkt eine große Anzahl einireppenartig derart angeordneten Schneidelementen zelner Angriffsflächen mit dem Gestein in Eingriff, bekannt, daß nach Abnutzung der zunächst zur Bohr- das auf diese Weise von vornherein zu kleinslückigem sohle am weitesten vorstehenden Schneidelemenle an- Bohrgut gebrochen wird und nicht erst einer nachschließend die in der treppenförmigen Anordnung 40 folgenden, die Vortriebsgeschwindigkeit des Bohrnächsten Schneidelemente zur Wirkung kommen. Da meißeis beeinträchtigenden Mahlwirkung unterworfen sich die einzelnen Schneidelemente radial durch- zu werden braucht. Bei Versuchen mit einem Bohrgehend bis zur Werkzeugmitte bzw. bis zu einer dort meißel nach der Erfindung wurden in einem Durchgang vorgesehenen Spülbohrung erstrecken, besteht die Bohrtiefen bis zu 300 m erreicht, wogegen man unter Gefahr, daß das von den radial innenliegenden Be- 45 den gleichen Bedingungen Bohrmeißel nach dem Stand reichen der Schneidelemente gebrochene Gesteins- der Technik zur Erzielung der gleichen Tiefe acht- bis material keine ausreichende Abflußmöglichkeit zum zehnmal auswechseln mußte. Die verbesserte Stand-Umfang des Bohrmeißels hin findet und sich die festigkeit und Leistungsfähigkeit ist auch darauf radialen Spülrinnen vollsetzen, sofern nicht mit einer zurückzuführen, daß die Abführung des zerkleinerten entsprechend langsamen Vortriebsgeschwindigkeit ge- 50 Bohrgutes zum Werkzeugumfang hin durch die zahlarbeitet wird. reichen Spülrinnen erleichtert wird, die aus den anein-

Bei einem anderen aus der USA.-Patentschrift ander anschließenden vertieften Bereichen vor den

3 308 896 bekannten Bohrmeißel zum Kernbohren Schneideinsätzen gebildet werden,

sind an der Stirnfläche radial gerichtete und im Längs- In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen,

schnitt halbkreisförmige, mit Diamantkonkretionen 55 daß die Schneideinsätze mindestens eines der konzen-

versehene Schneidelemente vorgesehen. Der in Ar- trischen Arbeitsbereiche bezüglich der Schneideinsätze

beitsrichtung vor jedem Schneidelement befindliche benachbarter Arbeitsbereiche umfangsmäßig versetzt

freie Raum wird in Umfangsnähe des Werkzeug- und ausschließlich an ihren Angriffsflächen mit einer

körpers jeweils von einem Spülkanal mit Spülflüssig- Diamantkonkretion versehen sind, die in einer Masse

keit beaufschlagt, um das gebrochene Bohrgut vom t>o eingebettet ist, die mindestens ein Karbid der Metalle

Umfang in die Kernbohrung des Werkzeuges hinein- Wolfram, Titan, Tantal, Chrom, Vanadium, Niob,

zuspülen. Auch bei dieser Bauart besteht die nur mit Molybdän oder eines anderen abriebsfesten Metalls

geringer Vortriebsgeschwindigkeil zu beseitigende Ge- und außerdem mindestens Kobalt, Nickel, Molybdän

fahr der Verstopfung, da jedes Schneidelement ohne oder ein anderes Sintermetall enthält. Durch den

Unterbrechung über seine gesamte radiale Länge mit 65 umfangsmäßigen Versatz der Schneideinsätze benach-

dem zu durchbohrenden Gestein in Eingriff steht, so barter Arbeitsbereiche zueinander wird die Anzahl der

daß der Materialabfluß durch die sich radial nach zu jedem Zeitpunkt in Arbeitseingriff stehenden

innen verengenden Spülrinnen stark behindert ist. Schneidkanten erhöht. Auf Grund der vorgeschlagenen

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Materialzusammensetzung erhalten die Schneidein- F i g. 5 bis 9 Längsschnitte durch den Bohrmeißel

Sätze eine große Zähigkeit und somit auch eine Wider- entsprechend den Linien O-A, O-B, O-C, O-D bzw.

Standsfestigkeit gegen Stoßbeanspruchungen. Dadurch O-E in F i g. 1 und

läßt sich die Dicke der Schneideinsätze verringern, F i g. 10 eine perspektivische Darstellung des Bohr-

woraus ein erhöhter Flächendruck auf das Bohr- 5 ineißels.

gestein resultiert, das damit auf Grund der Druck- Die Draufsicht nach F i g. 1 zeigt die in zueinander

wechselbeansipruchung beim Vorbeilauf der Schneid- konzentrischen Arbeitsbereichen 1 bis 6 angeordneten

einsätze leichter aufbricht. Schneidelemente. Die Schneidelemente, z. B. Schneid-

Das Arbeitsverhalten des Bohrmeißels in hartem element 7 im Arbeitsbereich 4, besitzen einen etwa Gestein wird dadurch verbessert, wenn die Schneid- io rechteckförmigen Querschnitt, wobei der mit untereinsätze eine senkrecht zur Werkzeugachse verlaufende brochenen Linien gezeigte Umriß 8 die Basisfläche des Angriffsfläche ohne Freiwinkel aufweisen, die mit den im Werkzeugkörper 9 (F i g. 2) eingebetteten Schneidgleichen Angriffsflächen der Schneideinsätze innerhalb elementes 7 darstellt.

eines konzentrischen Arbeitsbereiches in derselben Aus F i g. 2 ist der Umriß 10 des Werkzeugkörpers 9 Ebene liegen, und wenn die Schneidkante der Angriffs- 15 ersichtlich, wie er sich aus der Schnittlinie 11-11 in fläche zu einer ein Ende der Schneidkante mit der F i g. 1 ergibt. Im vertieften zentrischen Bereich de^ Werkzeugachse verbindenden Radialen geneigt ist und Werkzeugkörpers 9 befinden sich mehrere öffnungen sämtliche Schneideinsätze den gleichen Spanwinkel 11, 20, 44 von Kanälen 12 (F i g. 2), welche die durch aufweisen. Auf diese Weise liegt jeder Schneideinsatz das Bohrgestänge und die Anschlußbohrung 13 heranmit einem starken Bohrdruck auf dem zu durchdrin- 20 geführte Spülflüssigkeit zur Arbeitsfläche des Bohrgenden Gestein auf, das auf Grund der Druckentspan- meißeis führen. Die Öffnung 11 befindet sich entnung nach Drehung des Bohrmeißels aufplatzt, so daß sprechend F i g. 1 in dem vertieften Bereich zwischen die Schneidkanten der nachfolgenden in gleicher Höhe den Schneidelementen 14 und 15 im Arbeitsbereich 2. liegenden Schneideinsätze in das bereits gebrochene Die senkrecht zur Werkzeugachse verlaufenden AnGestein eindringen können. 25 griffsflächen der Schneidelemente 14, 15 und 16 liegen

Vorzugsweise sind die Schneideinsätze benachbarter auf der in F i g. 2 eingezeichneten Höhenlinie 17.

Arbeitsbereiche zueinander derart versetzt, daß die während sich ihre Basis 18 in der mit unterbrochenen

Schneideinsätze und die sie umgebenden vertieften Linien gezeigten Höhe befindet. Die Höhe des zwischen

Bereiche jeweils von der Werkzeugachse ausgehend den Öffnungen 11 und 20 angeordneten einzigen

zum Werkzeugumfang hin spiralförmig verlaufende, 30 Schneideinsatzes 19 des Arbeitsbereiches 1 entspricht

abgestufte Fluchtfolgen bilden. Die auf Grund dieses der Linie 21 (F i g. 2).

Vorschlages entstehenden spiralförmigen Fluchtfolgen Auf der ringwallförmigen aktiven Oberfläche des

der Schneideinsätze führen dazu, daß das gebrochene Bohrmeißels springen die Schneidelemente, z. B. 22.

Bohrgut auf Grund der Drehbewegung des Werk- des Arbeitsbereiches 3 entsprechend der Höhenlinie 23

zeuges praktisch selbsttätig zu dessen Umfang hin 35 am weitesten vor. Beim Ausführungsbeispiel sind diese

befördert wird und die Spülflüssigkeit diese bereits Schneidelemente in Radialrichtung auch länger als die

eingeleitete Bewegung nur noch zu unterstützen anderen Schneidelemente. Die Schneidelemente in den

braucht. zum Umfang hin folgenden konzentrischen Arbcits-

Um die Lebensdauer des Bohrmeißels zu erhöhen bereichen 4, 5 und 6 haben Arbeitsflächen, die auf den

und eine verbesserte Widerstandsfähigkeit der Schneid- 40 Höhenlinien 24, 25 bzw. 26 liegen. Die vorderen

einsätze gegen Stoßbeanspruchungen zu erzielen, wird Arbeitsflächen 29 der Schneidelemente sind derart ge-

weilerhin vorgeschlagen, daß den Schneideinsätzen neigt angeordnet, daß die daraufstehende Normale

Hinterstützungen im Werkzeugkörper zugeordnet sind bezüglich der durch den Pfeil 33 in i- i g. 3 angedeu-

und daß die durch die vertieften Bereiche gebildeten teten Werkzeugbewegungsrichtung nach unten geneigt

Spülrinnen zwischen jeweils zwei benachbarten spiral- 45 verläuft.

förmigen Fluchtfolgen von Schneideinsätzen an der Die Schneidelcmente werden durch Sinterung her-Seite der Schneidkanten durch im wesentlichen senk- gestellt, wobei man von einer Zusammensetzung ausrechte Flächen, die sich von der unteren Freifläche geht, die mindestens ein Karbid der Metalle Wolfram, eines Schneideinsatzes bis etwa zur Höhe der Freifläche Titan, Tantal, Chrom, Vanadium, Niob, Molybdän des Schneideinsatzes des nächsthöheren Arbeits- 50 oder eines anderen abriebsfesten Metalls sowie minbereiches erstrecken und an der gegenüberliegenden destens entweder Kobalt, Nickel, Molybdän oder ein Seite durch die Hinterstützungen begrenzt sind. anderes Sintermetall enthält. Beispielsweise kommer

Weitere Merkmale und zweckmäßige Ausgestal- folgende Zusammensetzungen zur Anwendung:
tungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. 55 1. Wolframkarbid 50 bis 95 %

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in den Kobalt 50 bis 6%

Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher

erläutert. Es zeigt 2. Wolframkarbid 40 bis 60%

F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Titankarbid 30 bis 50%

Bohrmeißel nach der Erfindung. 60 Kobalt 4 bis 10%

Fig 2 einen Längsschnitt nach der Linie 11-11 in
F i g. 1. 3. Wolframkarbid 60 bis 85%

F i g. 3 einen Tcilschnitt durch den Bohrmeißel mit Titankarbid 4 bis 20%

der Seitenansicht eines am Werkzeugumfang angeord- Tantalkarbid i bis 1-%

neten SchreiJclcinentes und dort vorgesehenen Um- 65 Kobalt 5 bis 15%

fangsschneicien.

Fig 4 einen Längsschnitt durch ein Schneid- 4. Chromkarbid 80 bis 95%

element, Ni«*d 5 bis 20%

5. Chromkarbid 60 bis 80%

Titankarbid 10 bis 20°/₀

Nickel 10 bis 20%

6. Titankarbid 20 bis 40%

Niobkarbid 3 bis 10%

Nickel 30 bis 50%

Molybdän 10 bis 20%

Aluminium 10 bis 20%

7. Titankarbid 20 bis 40%

Chrom 7 bis 20%

Nickel 30 bis 50%

Kobalt 7 bis 20%

Molybdän 1 bis 5 %

Die Schneidcinsätze besitzen einen Spanwinke! 32 von etwa 10°, wie dies in F i g. 3 für den Schneideinsatz 27 dargestellt ist. In Fortsetzung der Schneideinsätze des äußersten Arbeitsbereiches 6 sind mit Diamanten besetzte Umfangsschneiden 28 vorgesehen. Die Schneidkante 29 dringt in das Erdreich ein, während die Arbeitsfläche 30 einen starken Druck auf die von der Kante 29 angeschnittenen Schichten ausübt. Die nach dem Vorbeilauf der Arbeitsfläche 30 erfolgende Druckentspannung begünstigt das Aufplatzen und Zerbröckeln der Gesteinsschicht. Die Hinterstützung 31, die geneigte vordere Arbeitsfläche 29 und die weiteren Aufbaumerkmale des Schneideinsatzes haben wechselseitige vorteilhafte Wirkungen aufeinander, indem sie die Widerstandsfestigkeit und Lebensdauer des Bohrmeißels steigern.

Um eine Lockerung der Schneideinsätze unter dem Einfluß von Stoßbeanspruchungen auszuschließen, werden sie bei der Herstellung des Bohrmeißels durch einen zu einer metallischen Verbindung führenden Einbettungsvorgang im Werkzeugkörper verankert, der aus einer Zusammensetzung besteht, die mindestens einen der Stoffe Kobalt, Nickel, Molybdän, Wolframkarbid (WC oder W₂C), Chromkarbid/Titankarbid, Tantalkarbid, Vanadiumkarbid oder Niobkarbid und ein infiltriertes Hartlot enthält. Nachdem die Schneideinsätze in einen Formkörper der angegebenen Zusammensetzung eingeheizt worden sind, wird die Gesamtanordnung auf eine Temperatur gebracht, bei der das Hartlot schmilzt. Der mit Hartlot getränkte Werkzeugkörper gewährleistet dadurch eine haltbare Einbettung der Schneideinsätze. Der Sintervorgang läßt sich verbessern, wenn man auf den Werkzeugkörper vor dem Aufheizen ein Hartlot anbringt, das nach Fertigstellung des Bohrmeißels beseitigt wird. Das in den Werkzeugkörper infiltrierte Hartlot macht etwa zwischen 25 und 60 Gewichtsprozent der aus Karbiden und anderen Metallen wie Molybdän, Nickel und Kobalt bestehende Zusammensetzung aus.

Als nicht einschränkend zu verstehende Beispiele können insbesondere folgende Zusammensetzungen Anwendung finden:

1. Wolframkarbid WC 0 bis 100%

Wolframkarbid W₂C 100 bis 0%

2. Wolframkarbid WC 10 bis 30%

Wolframkarbid W₂C 45 bis 85%

Titankarbid 4 bis 15%

Tantalkarbid 2 bis 8%

3. Wolframkarbid 60 bis 98%

Kobalt 40 bis 2%

4. Chromkarbid Cr₃C₂ 60 bis 98%

Als Hartlot kommen beispielsweise folgende Zusammensetzungen zur Anwendung:

1. Kupfer 30 bis 50%

Nickel 5 bis 25%

Zink 30 bis 50%

Eisen 1 bis 2%

2. Kupfer 25 bis 85%

Zinn 8 bis 30%

ίο Nickel 3 bis 60%

darüber hinaus binäre Kupfer-Silber-Zusammensetzungen, Kupfer-Zinn oder Zinn-Blei oder auch eine Zusammensetzung aus Kupfer-Silizium-Bor-Mangan.

Von den vorstehend angegebenen Beispielen für die Zusammensetzungen der Schneiden und des Werkzeugkörpers kann abgewichen werden, indem bestimmte Stoffe zugefügt oder ersetzt werden. Beispielsweise könnten die Schneiden Molybdänkarbid enthalten, während die Metalle, die mit den Karbiden in eine Sinterung eintreten, folgende Zusammensetzung aufweisen könnten:

Kobalt-Molybdän-Kupfer: Eisen-Nickel-Chrom; Nickel-Kupfer; Nickel-Chrom -.Nickel-Molybdän; Kobalt-Molybdän oder Kobalt-Chrom.

Der Radialschnitt durch eine beliebige Schneide, die in F i g. 4 dargestellt ist, zeigt den Aufbau der Schneiden und des Werkzeuges. Der Bereich 59, der aus Wolframkarbid besteht und beispielsweise mit Kobalt gesintert bzw. legiert ist, enthält eine Diamant-Konkretion in der Zone 55, so daß die erforderliche Abriebsfestigkeit an den senkrecht zur Werkzeugachse stehenden Arbeitsflächen 56 vorhanden ist. auch an den Umfangsflächen 57. Die Zone 58, d. h. der Werkzeugkörper, besteht beispielsweise aus Wolframkarbid mit einem Hartlot einer der vorstehend angegebenen Zusammensetzungen.

Der Freiwinkel 32 bezüglich der Drehrichtung 33 des Werkzeuges entsprechend F i g. 3. der sämtlichen Schneiden gemeinsam ist. ermöglicht das Mitnehmen von losgelöstem Erdreich oder Gestein und dessen Anheben mit Hilfe des zirkulierenden Bohrschlamms in den freien Zwischenräumen zwischen den beiden benachbarten Fluchtlinien der Schneiden, die im wesentlichen stufen- und spiralförmig verlaufen, wie beispielsweise die Fluchtlinie für die Schneiden 34, 35. 36 und 22 einerseits und die Fluchtlinie für die Schneiden 37, 38. 39 und 40 andererseits. Um die Bedeutung dieser Zwischenräume zwischen zwei Fluchtlinien zu erläutern, sind in den F i g. 5 bis 9 Halbschnitte entsprechend den Schnittlinien O-A. O-B usw. nacr F i g. 1 dargestellt.
In F i g. 5 sind an der Stelle 19, 15, 41 und 34 di< Kanten der in F i g. 1 die gleichen Bezugszeichen tra genden Schneiden gezeigt. Der Umriß des Schnitte zwischen den Schneiden 41 und 34 zeigt die Erniedri gung der Oberfläche des Werkzeugkörpers zum Um gangsende der Fluchtlinie oder -folge 34, 35, 36 um 22 hin.

Ein ähnliches Profil besteht zwischen den Schneide 42 und 43 des Schnittes O-B (F i g. 6). Dieser Schnii zeigt ferner die Vertiefung in der Werkzeugmif.e, vo der die einzige Schneide 19 d^r Gruppe 1 (F i g. 1) i

der Nähe der Öffnung 44 und der Schneide I6 ausgeh Der Schnitt gemäß F i g. 7 nach der Linie O-C ve

anschaulicht die Tiefe des freigelassenen Raumi neben der Werkzeugachse zwischen dem Bereich di

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Gruppe 1 und der zur Gruppe 3 gehörenden Schneide wesentlichen vertikale, steil abfallende Flächen, z. B.

22, wie auch zwischen dieser und der Schneide 37. 50, die sich von der Oberkante 51 der Schneide 36

F i g. 8 zeigt einerseits das Profil bei einem Schnitt der Gruppe 4 herab bis auf die Höhe der Oberseite

nach der Linie O-D in F i g. 1 in der Höhe der öff- der Schneiden der benachbarten übernächsten Gruppe

nung 20 und andererseits das vertikale Abfallen der 5 erstreckt, d. h. in der Höhe der Oberseite der Schneide

Außenfläche 45 des Werkzeugkörpers in der Verlange- 37 der Gruppe 6, während diese Zwischenräume an der

rung der Fluchtlinie 37, 38, 39 und 40 radial außerhalb gegenüberliegenden Seite der Schneiden durch die Ab-

der Schneide 39. Diese vertikale Außenfläche befindet Stützungen 52 und 53 begrenzt werden, die zur

sich am Werkzeug zwischen den Umfangsschneiden 37 Schneide 39 der Gruppe 4 und zur Schneide 38 der

und 46. ίο Gruppe 5 gehören. Zwischen den Schneiden 40 und 54

Ein Vergleich der F i g. 7 und 9 (Schnitt O-E) zeigt (F i g. 10) befindet sich die Vertiefung zur Unterbrindie starken Änderungen der Oberflächenneigung des gung der Schneiden der Gruppe 2 und 1, deren Ober-Werkzeugkörpers bei geringfügiger Änderung der seilen auf einer niedrigeren Höhe als diejenige der eine Richtung der Schnittebene von den entsprechenden Schab- und Kratzwirkung ausübenden Arbeitsflächen Lagen in zwei einander gleichen Sektoren. Die gering- 15 der Schneiden (z. B. 22) der Gruppe 3 liegen,
fügige Neigung des Abschnittes 47 resultiert aus der Es können verschiedene Änderungen an Einzel-Tatsache, daß der Schnitt O-E Tangente an die Schneid- heiten des Werkzeugkörpers und der Schneiden vorkante der Schneide 40 bildet. Im Gegensatz dazu ver- genommen werden. So können die Hinterstützungen 52 läuft der die Schneide 49 radial nach außen begren- nur von einem Abschnitt der Schneide ausgehen, der zende Abschnitt 48 wie im Fall der F i g. 8 senkrecht. 20 bei in Bohrstellung betrachtetem Werkzeug wesentlich

Die zwischen den in Umfangsrichtung aufeinander- tiefer als die Abfassung liegt und die Verlängerung der folgenden Fluchtlinien der stufenförmig und spiral- Schneidkante der benachbarten Schneide der unmittelförmig angeordneten Schneiden gebildeten Zwischen- bar höheren Gruppe bildet. Die Basis des Werkzeugräume haben während des Werkzeugbetriebes in lehm- körpers kann jede geeignete beliebige Form aufweisen, oder tonhaltigem Boden eine sehr wichtige Funktion, 25 um seine Befestigung an dem Bohrstangenstrang zu indem sie das Abführen von losgelöstem Erdreich er- ermöglichen, und kann auch im Hinblick auf einen leichtern, das unter der Einwirkung der in den ver- Anschluß an ein Zwischen werkzeug (z. B. Stoßtieften Abschnitt des Werkzeuges hineingedrückten dämpfer) angepaßt werden. Aus diesem Grund ist der Spülflüssigkeit und der Rotation aus dem Werkzeug untere Abschnitt des Werkzeuges in F i g. 2 auch nur nach außen befördert wird. 30 abgebrochen dargestellt.

Bei dem in Fig. 10 gezeigten Bohrmeißel sind die Die Anzahl der Schneiden oder Vorsprünge pro benachbarten in spiraligen gestuften Fluchtlinien oder Flächeneinheit kann verschieden sein, wobei sich -folgen angeordneten Schneiden 22, 34, 35 und 36 Breite, Länge und Höhe in Abhängigkeit von der einerseits und 37, 38, 39, 40 andererseits sowie der Anzahl der Schneiden oder Vorsprünge pro Flächensich daraus ergebende Verlauf der freien Zwischen- 35 einheit voneinander unterscheiden. Obwohl die Schneiräume dargestellt, wobei die Unterteilung der Schnei- den in den Figuren mit einer Abfassung an beiden den erkennbar ist, die zu konzentrischen und benach- Seiten der Angriffsfläche dargestellt sind, könnte man barten Gruppen gehören. Diese Zwischenräume sind die Angriffsoberfläche noch weiter verringern und von an der Seite der Schneidkanten begrenzt durch im Abschrägungen ganz absehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bohrmeißel, bestehend aus einem Werkzeugkörper mit einer ringwallförmigen aktiven Oberfläche und mit die Oberfläche gliedernden höhenmäßig abgestuften konzentrischen Arbeitsbereichen, die durch zentral im Werkzeugkörper ausgehende bis zu dessen Umfang verlaufende Spülrinnen jeweils zu mit Diamanten od. dgl. versehenen Teilflächen unterbrochen sind, d adurch gekennzeichnet, daß die konzentrischen Arbeitsbereiche (1 bis 6) radial direkt aneinander anschließen und daß die Teilflächen als Freiflächen (30) auf unter metallischer Bindung im Werkzeugkörper (9) eingebetteten und aus diesem als Vorsprünge herausragenden Schneideinsätzen (27) vorgesehen sind, die eine Schneidkante (29) sowie mindestens eine zusätzliche Angriffsfläche am Umfang aufweisen und teilweise von vertieften Bereichen im Werkzeugkörper umgeben sind, wobei die vertieften Bereiche um benachbarte Schneideinsätze aneinander anschließender konzentrischer Arbeitsbereiche untereinander verbunden sind.

2. Bohrmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (27) mindestens eines der konzentrischen Arbeitsbereiche (1 bis 6) bezüglich der Schneideinsätze benachbarter Arbeitsbereiche umfangsmäßig versetzt und ausschließlich an ihren Angriffsflächen (29, 30) mit einer Diamant-Konkretion versehen sind, die in einer Masse eingebettet ist, die mindestens ein Karbid der Metalle Wolfram, Titan. Tantal, Chrom. Vanadium, Niob, Molybdän oder eines anderen abriebsfesten Metalls und außerdem mindestens Kobalt, Nickel, Molybdän oder ein anderes Sintermetall enthält.

3. Bohrmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (27) eine senkrecht zur Werkzeugachse verlaufende Angriffsfläche (30) ohne Freiwinkel aufweisen, die mit den gleichen Angriffsflächen der Schneideinsätze innerhalb eines konzentrischen Arbeitsbereiches (1 bis 6) in derselben Ebene liegen, daß die Schneidkante (29) der Angriffsfläche zu einer ein Ende der Schneidkante (29) mit der Werkzeugachse verbindenden Radialen geneigt ist und daß sämtliche Schneideinsätze den gleichen Spanwinkel (32) aufweisen.

4. Bohrmeißel nach Anspiuchl, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (27) benachbarter Arbeitsbereiche (1 bis 6) zueinander derart versetzt sind, daß die Schneideinsätze und die sie umgebenden vertieften Bereiche jeweils von der Werkzeugachse ausgehend zum Werkzeugumfang hin spiralförmig verlaufende, abgestufte Fluchtfolgen bilden.

5. Bohrmeißel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Schneideinsätzen (27) Hinterstützungen (31, 52, 53) im Werkzeugkörper (9) zugeordnet sind und daß die durch die vertieften Bereiche gebildeten Spülrinnen zwischen jeweils zwei benachbarten spiralförmigen Fluchtfolgen von Schneideinsätzen an der Seite der Schneidkanten (29) durch im wesentlichen senkrechte Flächen, die sich von der unteren Freifläche (30) eines Schneideinsatzes bis etwa zur Höhe der Freifläche des Schneideinsaizes (35) des nächsthöheren Arbeitsbereiches (S) erstrecken und an der gegenüberliegenden Seite durch die Hinterstützungen begrenzt sind.

6. Bohrmeißel nach Anspruch**, dadurch gekennzeichnet, daß die abgestuften und spiralförmig verlaufenden Fluchtfolgen der Schneideinsätze (27) untereinander symmetrisch zur Werkzeugachse (0) verlaufen und daß die Breite der durch die ver tieften Bereiche zwischen den Fluchtfolgen ge bildeten Spülrinnen mindestens gleich der mittleren Breite der Schneideinsätze ist.

7. Bohrmeißel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils an der der Schneid- kante (29) der Schneidein^ätze (27) gegenüberliegenden Seite vorgesehenen Hinterstützungen (31) sich mit ihrer Basis bis zur Höhe der Freifläche (30) des nächsthöheren Schneideinsatzes der gleichen Fluchtfolge erstrecken.

so 8. Bohrmeißel nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß in den Arbeitsflächen der Schneideinsätze (27) Diamantpartikeln mit Korngrößen zwischen 2 und 20 mm eingebettet sind. " 9. Bohrmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkörper (9) mindestens einen der Stoffe Kobalt, Nickel, Molybdän, Wolframkarbid, Chromkarbid, Titankarbid, Tantalkarbid, Vanadiumkarbid oder Niobkarbid enthaltende Zusammensetzung aufweist, die durch infiltriertes Hartlot ergänzt ist, das aus mindestens zwei der Elemente Kupfer, Nickel, Eisin, Zink, Zinn, Silber, Silizium, Bor, Mangan, Aluminium oder Blei besteht und im Werkzeugkörper mit einem Anteil zwischen 25 und 60 Gewichtsprozent der Zusammensetzung enthalten ist.

10. Bohrmeißel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartlot im Innern des Werkzeugkörpers (9) eine Konzentration von mindestens 25 Gewichtsprozent der Zusammensetzung und in der Umgebung der Schneideinsälze (27) eine höhere Konzentration aufweist.

11. Bohrmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (27) eine zusätzliche zur Werkzeugachse (0) parallelverlaufende Angriffsfläche aufweisen und daß die Freiflächen (30) sämtlicher Schneideinsätze des jeweiligen konzentrischen Arbeitsbereiches (1 bis 6) jeweils im gleichen Abstand zur Werkzeugachse (0) angeordnet sind.

l"¹ Bohrmeißel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der radial inneren und äußeren Kanten der Schneidelemente angefast sind.

13. Bohrmeißel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (27) der tiefer liegenden konzentrischen Arbeitsbereiche eine größere radiale Länge als die Schneideinsätze in höher liegenden Arbeitsbereichen aufweisen.

14. Bohrmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schneideinsatz (19) vorgesehen ist, dessen Arbeitsfläche mit der Werkzeugachse (0) zusammenfällt.